Bahan api fosil

Bahan api fosil merupakan bahan api yang terbentuk daripada proses-proses semula jadi seperti pereputan anaerobik hidupan mati yang tertanam. Usia hidupan itu lazimnya sekitar jutaan tahun, yang paling lama melebihi 650 juta tahun.^[1] Bahan api fosil mengandungi kandungan karbon yang tinggi. Antara jenis bahan api fosil ialah arang, petroleum, dan gas asli.

Bahan api fosil terdiri daripada bahan-bahan yang meruap dengan nisbah karbon kepada hidrogen yang rendah seperti metana, petroleum cecair dan bahan-bahan tidak meruap yang terbentuk daripada karbon tulen hampir sepenuhnya, seperti arang antrasit. Metana terdapat dalam medan hidrokarbon, sama ada sendirian, bersangkut-paut dengan minyak, ataupun dalam bentuk klatrat metana. Bahan api fosil terbentuk daripada fosil tumbuhan^[2] setelah terdedah kepada haba dan tekanan dalam kerak Bumi selama jutaan tahun.^[3] Teori biogenik ini mula-mula diperkenalkan oleh Georg Agricola pada tahun 1556, kemudian oleh Mikhail Lomonosov pada abad ke-18.

Pada tahun 2007, Pentadbiran Penerangan Tenaga Amerika Syarikat mengganggarkan bahawa 86.4% penggunaan tenaga sedunia berpunca dari bahan api fosil, iaitu 36.0% petroleum, 27.4% arang, 23.0% gas asli.^[4] Sumber bukan fosil pada tahun 2006 termasuk hidroelektrik 6.3%, nuklear 8.5%, dan lain-lain),geoterma, suria, air pasang, angin, kayu, sisa) 0.9%.^[5] Penggunaan tenaga sedunia meningkat kira-kira 2.35 setahun.

Bahan api fosil merupakan sumber yang tidak boleh dibaharui kerana memakan masa jutaan tahun untuk terbentuk, apalagi simpanannya lebih cepat dihabiskan daripada penemuan simpanan baharu. Pengeluaran dan penggunaan bahan api fosil menimbulkan kebimbangan akan alam sekitar, maka dianjurkan sebuah gerakan sedunia untuk memupuk penggunaan tenaga boleh baharu untuk menampung keperluan tenaga yang meningkat.

Pembakaran bahan api fosil menghasilkan kira-kira 21.3 bilion tan karbon dioksida (CO₂) setahun, tetapi adalah dianggarkan bahawa proses-proses semulajadi hanya mampu menyerap kira-kira separuh jumlah itu, maka karbon dioksida dalam atmosfera mencatat kenaikan bersih 10.65 bilion tahun setahun (satu tan karbon dalam atmosfera bersamaan dengan 44/12 atau 3.7 tan karbon dioksida).^[6] Karbon dioksida merupakan salah sejenis gas rumah hijau yang menguatkan pemaksaan bersinar, maka menyumbang kepada pemanasan global yang mana purata suhu permukaan Bumi naik sebagai kesannya. Kebanyakan besar ahli sains iklim sependapap bahawa ini akan banyak mendatangkan kesan-kesan buruk.

Asal-usul

Petroleum dan gas asli terbentuk daripada pereputan anaerobik bangkai hidupan termasuk fitoplankton dan zooplankton yang mendap pada dasar laut (atau tasik) secara berbanyak-banyak dalam keadaan anoksia pada jutaan tahun dahulu. Sepanjang zaman, jirim organik ini tercampur dengan lumpur dan tertanam di bawah lapisan-lapisan endapan yang berat. Takat haba dan tekanan tinggi yang terhasil menyebabkan jirim organik itu untuk berubah, mula-mula menjadi bahan melekit yang dipanggil kerogen yang ditemui dalam syal minyak, kemudian dengan lebih banyak haba, ia menjadi hidrokarbon cecair dan gas dalam proses yang dipanggil katagenesis.

Terdapat pelbagai jenis sebatian organik atau hidrokarbon dalam sebarang campuran bahan api. Campuran hidrokarbon itulah yang menentukan sifat-sifat sesejenis bahan api, seperti takat didih, takat lebur, ketumpatan, kelikatan dsb. Sesetengah bahan api, contohnya gas asli, hanya mengandungi komponen-komponen bergas yang mendidih pada takat yang amat rendah, manakala yang lain seperti petrol atau dieel mengandungi komponen yang mendidih pada takat yang lebih tinggi. syahira Sementara itu, tumbuhan daratan sering membentuk arang dan metana. Kebanyakan lombong arang berasal dari usia Karboniferus dalam Sejarah Bumi. Tumbuhan daratan juga membentuk kerogen jenis III, sejenis sumber gas asli.

Nilai

Loji penapisan petrokimia di Grangemouth, Scotland, UK

Bahan api fosil amat ternilai kerana ia boleh dibakar (dioksidakan menjadi karbon dioksida dan air), menghasilkan sejumlah tenaga yang banyak bagi seunit berat. Arang sudah digunakan sebagai bahan api sebelum sejarah mula-mula tercatat. Arang digunakan untuk menjalankan genahar untuk meleburkan bijih logam. Hidrokarbon separa pepejal dari resapan juga dibakar pada zaman purba,^[7] tetapi bahan-bahan sedemikian digunakan khusus untuk pengalisan air dan pengawetan.^[8]

Pada abad ke-19, bermulanya pengeksploitan petroleum untuk tujuan komersil, terutamanya sebagai ganti minyak haiwan (terutamanya minyak paus) untuk menyalakan pelita.^[9]

Gas asli yang pernah diketepikan sebagai hasil sampingan pengeluaran petroleum yang tidak diperlukan, kini dianggap sebagai sumber yang amat bernilai.^[10]

Minyak mentah berat yang jauh lebih likat daripada minyak mentah biasa, dan pasir tar di mana bitumen didapati bercampur dengan pasir dan tanah liat, juga menjadi sumber bahan api fosil yang semakin penting.^[11] Syal minyak dan bahan-bahan seumpamanya merupakan batu-batu enapan yang mengandungi kerogen, iaitu campuran sebatian-sebatian organik berberat molekul tinggi yang menghasilkan minyak mentah sintetik apabila dipanaskan (pirolisis). Bahan-bahan ini boleh digunakan dalam enjin pembakaran dalaman, stesen janakuasa bahan api fosil dan sebagainya.

Sebelum separuh akhir abad ke-18, kincir angin dan kincir air menyalurkan tenaga yang diperlukan oleh perkilangan seperti mengisar tepung, menggergaji kayu atau mengepam air, sementara haba rumah tangga diperoleh dengan membakar kayu atau gambut. Penggunaan bahan api fosil secara berleluasa, mula-mula arang diikuti petroleum, untuk menjana kuasa enjin wap melancarkan Revolusi Perindustrian. Pada masa yang sama, lampu gas yang menggunakan gas asli atau gas arang semakin laris digunakan. Penciptaan enjin pembakaran dalam dan kegunaannya dalam kereta dan trak banyak meningkatkan permintaan untuk petrol dan diesel yang diperbuat daripada bahan api fosil. Bentuk-bentuk pengangkutan yang lain, misalnya keretapi dan pesawat, turut memerlukan bahan api fosil. Kegunaan-kegunaan utama bahan api fosil yang lain termasuk menjana elektrik dan sebagai suapan industri petrokimia. Tar, iaitu hasil tinggalan pengekstrakan petroleum, digunakan untuk membina jalan raya.

Kepincangan dan alternatif

Prinsip penawaran dan permintaan membayangkan bahawa apabila bekalan hidrokarbon berkurangan, harga akan meningkat. Oleh itu, harga yang lebih tinggi akan menyebabkan meningkatnya bekalan tenaga boleh baharu alternatif kerana sumber yang kurang menjimatkan sebelum ini sudah semakin cukup menjimatkan untuk dieksploitasi.

Rujukan

^ Paul Mann, Lisa Gahagan, and Mark B. Gordon, "Tectonic setting of the world's giant oil and gas fields," in Michel T. Halbouty (ed.) Giant Oil and Gas Fields of the Decade, 1990–1999, Tulsa, Okla.: American Association of Petroleum Geologists, ms. 50, dicapai pada 22 Jun 2009.
^ Dr. Irene Novaczek. "Canada's Fossil Fuel Dependency". Elements. Dicapai pada 2007-01-18.
^ "Fossil fuel". EPA. Diarkibkan daripada yang asal pada 2007-03-12. Dicapai pada 2007-01-18. Unknown parameter |deadurl= ignored (bantuan)
^ "U.S. EIA International Energy Statistics". Dicapai pada 2010-01-12.
^ "International Energy Annual 2006". Dicapai pada 2009-02-08.
^ "US Department of Energy on greenhouse gases". Dicapai pada 2007-09-09.
^ "Encyclopædia Britannica, use of oil seeps in accient times". Dicapai pada 2007-09-09.
^ Bilkadi, Zayn (1994). "BULLS FROM THE SEA : Ancient Oil Industries". Aramco World. Diarkibkan daripada yang asal |archive-url= requires |url= (bantuan) pada 2007-11-13. Missing or empty |url= (bantuan)
^ Ball, Max W. (1965). This Fascinating Oil Business. Indianapolis: Bobbs-Merrill. ISBN 0-672-50829-X. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (bantuan)
^ Kaldany, Rashad, Director Oil, Gas, Mining and Chemicals Dept, World Bank (13 Disember 2006). "Global Gas Flaring Reduction: A Time for Action!" (PDF). Global Forum on Flaring & Gas Utilization. Paris. http://www.worldbank.org/html/fpd/ggfrforum06/kadany.pdf. Diperolehi 2007-09-09.
^ "Oil Sands Global Market Potential 2007". Dicapai pada 2007-09-09.

[1] Paul Mann, Lisa Gahagan, and Mark B. Gordon, "Tectonic setting of the world's giant oil and gas fields," in Michel T. Halbouty (ed.) Giant Oil and Gas Fields of the Decade, 1990–1999, Tulsa, Okla.: American Association of Petroleum Geologists, ms. 50, dicapai pada 22 Jun 2009.

[2] Dr. Irene Novaczek. "Canada's Fossil Fuel Dependency". Elements. Dicapai pada 2007-01-18.

[3] "Fossil fuel". EPA. Diarkibkan daripada yang asal pada 2007-03-12. Dicapai pada 2007-01-18. Unknown parameter |deadurl= ignored (bantuan)

[4] "U.S. EIA International Energy Statistics". Dicapai pada 2010-01-12.

[5] "International Energy Annual 2006". Dicapai pada 2009-02-08.

[6] "US Department of Energy on greenhouse gases". Dicapai pada 2007-09-09.

[7] "Encyclopædia Britannica, use of oil seeps in accient times". Dicapai pada 2007-09-09.

[8] Bilkadi, Zayn (1994). "BULLS FROM THE SEA : Ancient Oil Industries". Aramco World. Diarkibkan daripada yang asal |archive-url= requires |url= (bantuan) pada 2007-11-13. Missing or empty |url= (bantuan)

[9] Ball, Max W. (1965). This Fascinating Oil Business. Indianapolis: Bobbs-Merrill. ISBN 0-672-50829-X. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (bantuan)

[10] Kaldany, Rashad, Director Oil, Gas, Mining and Chemicals Dept, World Bank (13 Disember 2006). "Global Gas Flaring Reduction: A Time for Action!" (PDF). Global Forum on Flaring & Gas Utilization. Paris. http://www.worldbank.org/html/fpd/ggfrforum06/kadany.pdf. Diperolehi 2007-09-09.

[11] "Oil Sands Global Market Potential 2007". Dicapai pada 2007-09-09.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]